专利名称：一种消减聚合物材料中低分子有机挥发物的方法
技术领域：
本发明涉及一种消减聚合物材料中有机挥发物的技术。
背景技术：
随着人们生活水平的日益提高，人们对车厢、办公与室内空气质量的要求也越来 越高，绿色环境已成为关注环境与人体健康的主题。人们生活的车厢、办公场所及室内常常 是封闭或者半封闭的空间。这些场所常常有纺织品、皮革制品与塑料制品、各式材料的地 毡、桃木板的粘合胶、涂料以及油漆等挥发出来的游离甲醛、烷烃、苯、甲苯、二甲苯及醛类 等多种挥发性有机化合物，我们称这些有机挥发物为voc。VOC是指常温下的容易挥发的有 机物质，较常见的有三氯乙烯、四氯乙烯、甲醛、甲苯、苯、二甲苯等，此外还有乙醇类和酮 类等多个种类。这类有机化合物的沸点一般在50Π00 。TVOC是指总挥发性有机化合 物，根据GB/T18883-2002，其定义是利用Tenax GC中或Tenax TA采样，非极性色谱柱(极 性指数小于10)进行分析，保留时间在正己烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物。VOC 测试的是单个物质，TVOC测试的是总量。这些挥发性有机化合物很容易通过血液导致大脑 的障碍，从而导致中枢神经系统受到抑制，使人产生头痛、乏力、昏昏欲睡和不舒服的感觉， 且很多挥发性有机化合物被证明是致癌物或可疑致癌物。对于车厢内车窗紧闭时，大约有 65%的驾车者经常会出现头晕、困倦、咳嗽、脱发、失眠等症状，导致司机感到压抑烦躁、注意 力不集中。司、乘人员长时间在这种污浊环境中驾驶或乘坐，极易引起不适和疾病，甚至诱 发交通事故。受到了汽车消费者越来越多的抱怨和质疑。汽车车内环境污染有以下几点特征 (1)车内空间狭小，污染程度大。(2)汽车的密闭性很强，在多数情况下门窗关闭，不利于有害气体的扩散。(3)汽车是移动交通工具，与外界对流热交换量大，外界气候条件变化大，对温度 等条件的控制难度加大。(4)汽车玻璃门窗所占面积大，长时间暴露在阳光下，车内温度变化幅度较大。在 高温下，车内零部件及装饰材料中的有害物质更易挥发出来。(5)车内人口密度大，加重了污染。为此，针对整个车内环境，主要是有机挥发污染物，2008年3月，国家实施了《HJ/ T 400-2007 车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》，并在2008年年底出台《车内 空气污染物浓度限值》。多数汽车厂都有自己的相关标准，国家标准的实施对汽车厂家将产 生重大的影响，汽车厂家对散装材料的VOC检测也越来越严格。因此，寻找一种消减聚合物 材料中低分子有机挥发物的方法是降低低分子有机挥发物有效途径，并具有重要的现实意 义和符合绿色环保要求。其中对于汽车用材料，除了通过TVOC来控制挥发性有机物外，还 采用气味与雾度判定。为了限定内饰件材料气味，世界各大汽车制造商着手进行了这方面 的研究工作，都并分别形成了对这些挥发性有害物质加以规范和控制的标准，如德国大众 汽车公司W s PV3900E标准、福特汽车的B0131 — 03标准以及通用汽车的GMW3205等。
3这些标准的评价测试方法基本相同，只是评价级别有所不同。PV3900与B0131 — 03采用 Γ6级评价，级别越高，气味越大，小于等于3. 5级才能满足要求。而GMW3205采用1 一 10 级评价，级别越高，气味越低，气味等级大于等于6级才能判定为合格。本专利采用PV3900 对气味进行评级。雾度的检测标准较多，本专利采用IS06452-2007测试。车内材料的雾度 高，有机挥发物会冷凝玻璃上，严重影响司机的视野，影响行车安全。对于室内或者办公场所的有机挥发物主要来自于聚合物类的建筑材料、家具、家 用电器、办公用品。室内的空气质量直接影响人体的健康。据加拿大卫生组织的调查显示， 当前人们68%的疾病与室内污染有关。针对室内空气质量问题，国家制定了《民用建筑室内 环境污染控制规范》，限制TVOC为0. 08mg/m3。其中使用聚合物复合材料是有机挥发物的主 要来源。为降低材料中的有机挥发物的含量，人们从原材料来源、加工设备、添加剂等方面 进行控制，或添加能与这些小分子挥发性物质起反应的物质，生成分子量较大，不易挥发能 稳定存在材料中而不易挥发出来的化合物，从而达到降低有机挥发物的目的。然而，这种化 学反应来降低有机挥发物的方法往往只针对一个产生有机挥发物的因素，不能同时解决各 种因素产生的有机挥发物的问题。也有采用添加多孔材料通过物理吸附的方法消减有机挥 发物。近年来，用分子筛吸附体系中低分子易挥发性化合物的研究越来越引起人们的 重视。专利JP2008049287-A发明了一种具有良好耐热性的双层结构的去除有机挥发物 的过滤纤维，通过无机纤维夹层间的沸石层吸附有机挥发物气体达到消减的目的。专利 EP1808420-A2公开了一种可吸收有害气体的室内建筑用涂料，发明通过在涂料中加入沸石 来吸附室内中的有机挥发物气体、氮氧化物、甲醛等。专利W02007052074-A2公开了一种 钯掺杂分子筛来吸附有机挥发物气体。这种分子筛能长期有效地吸附挥发性气体，特别是 在潮湿环境中，是一种经济有效的有机挥发物去除剂。专利CN 1727389A公开了一种低气 味、低挥发份聚丙烯复合材料，通过添加细孔硅胶抑制聚丙烯复合材料中的难闻气味、降低 聚丙烯复合材料中的挥发份。专利CN 1727390A公布了一种低气味的聚丙烯复合材料及其 制备方法。发明在体系中加入碱金属硅铝酸盐粉体气味去除剂，吸附体系中的难闻气味，制 备出低气味的聚丙烯复合材料。专利CN 1727391A公开了一种低气味、低挥发份聚丙烯复 合材料及其制备方法。该方法通过加入一定量的疏水性分子筛，吸收聚丙烯材料的气味和 挥发份。专利USP. 4，851，499中指出，在等规聚丙烯树脂聚合过程中会有催化剂体系中酯 类化合物苯甲酸乙酯的残留物，带有刺激气味。去处该气味提出采用酯化甘油酯了化合 物、环氧类化合物、一元醇化合物、脂肪酸类化合物中的一种或几种，通过将上述化合物与 聚丙烯树脂熔融挤出，在挤出过程中这些化合物和带有异味的酯类残留物进行酯交换反应 形成大分子化合物，不易挥发，从而达到去除该类气味的作用。专利USP. 5，106，056中提到 在聚丙烯聚合过程中催化体系存在烷烃化合物，这些物质的残留也会对聚丙烯树脂气味造 成负面影响。他提出的解决方法是采用高温挤出造粒过程中抽真空，并把生产出的造粒料 高温烘燥，从而烘除残留的小分子物质。专利USP. 5，041，483提出用松香酯解决聚丙烯受 热裂解产生的带刺激气味的小分子化合物。专利USP5，023，286中提出用氧化锌、二氧化钛 及水存在下，解决填充改性聚丙烯中添加的滑石粉的气味问题。专利USP4，080，359采用烷 基3，5- 二特丁基-4-羟基-羧化肉桂酸和二烷基硫代二丙烯酸盐，醋酸盐混合物来解决改
4性聚丙烯中稳定剂的气味。专利200510026760. 0提到气味为树脂原材料、稳定剂、矿物填 料以及加工裂解产生的，气味解决方法纳米氧化锌纳米二氧化钛。专利200610064232. 9 提出了一种吸收气味的超吸收组合物，包括气味固着剂(氨基酸，蓖麻油酸锌混合物)专利 USP6, 376，741描述了具有气味控制组合物的基材，该基材包括硅石和沸石，然而，已证明常 规的气味控制组合物对全面气味控制方面不太有效。EPO 348978公开了一种带有气味抑 制剂的用品，其中的气味控制剂选自碳、粘土、硅石、沸石和分子筛。CN1167772A采用具有 内置加热分布器、搅拌桨与分布板的脱灰槽，聚合物经逐级膨胀的多级加热器后，进入脱挥 槽，再经分离器脱去残留挥发。此方法的加热方式效率低，通过加热器不断提高聚合物的温 度，需要消耗大量能量，并且需要控制容器内的压力，除去挥发物的设备复杂，过程复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种效率高、操作简单和成本低的消减聚合物材料中低分 子有机挥发物的方法。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种消减聚合物材料中低分子有机挥发物的方法，包括如下步骤将聚合物材料或者 用聚合物材料制备的制件在热空气流中加热，所述热空气流的温度不能高于聚合物材料熔 点或软化点的温度。具体工作时，根据聚合物的熔点或软化点来选择空气流的温度，一般优 选在5(T180°C之间。空气流加热的时间优选为H4小时。与现有技术相比，本发明采用如下技术方案虽然现有技术有采用加热的方式来 去除低分子有机挥发物的报道，但是现有技术的加热方式是在容器中进行，需要逐级提高 温度和控制压力，这样效率不高而且比较复杂；对加热场所要求较高，不利于制件的消除有 机挥发物。本发明采用热空气流来加热的方式，有机挥发物能随着热空气流被不断带走，不 断消减有机挥发物，从而保持环境的压力，无需控制容器内的压力；本发明由于不依赖于加 热容器，因此方便对制件进行加热消除有机挥发物，可以随时随地进行。另外，本发明还限 定了空气流的加热温度不能高于聚合物材料熔点或软化点的温度，在该温度下有机挥发物 的去除效率最高。因此，本发明具有加热效率高，设备简单、成本低和操作方便等特点。
具体实施例方式下面给出实施例以对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只 用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练 人员根据本发明内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。本发明测试有机挥发物方法是
有机化合物排放测定(TVOC)按照TS-INT-002进行测定。气味的测试方法按照PV3900-2000标准进行。雾度按照ISO 6452-2007冷凝重量法测试。样品的重量为IOg士2g，制件取样为直 径 80mm 士 lmm,厚度为 2mm士 1mm。对比例1采用普通加热方式消减TV0C。实施例广15采用热空气流干燥器消减低 分子有机挥发物。聚合物材料选择聚丙烯改性材料，改性材料用于注塑成型汽车部件，如表 1所示。
表 权利要求
1.一种消减聚合物材料中低分子有机挥发物的方法，其特征在于包括如下步骤将聚 合物材料或者用聚合物材料制备的制件在热空气流中加热，所述热空气流的温度不能高于 聚合物材料熔点或软化点的温度。
2.如权利要求1所述消减聚合物材料中低分子有机挥发物的方法，其特征在于所述热 空气流的温度为5(T180°C。
3.如权利要求1所述消减聚合物材料中低分子有机挥发物的方法，其特征在于所述加 热的时间为H4小时。
全文摘要
本发明公开了一种消减聚合物材料中低分子有机挥发物的方法。将聚合物材料或者用聚合物材料制备的制件在热空气流中加热，所述热空气流的温度不能高于聚合物材料熔点或软化点的温度。本发明采用热空气流来加热的方式，有机挥发物能随着热空气流被不断带走，不断消减有机挥发物，从而保持环境的压力，无需控制容器内的压力；本发明由于不依赖于加热容器，因此方便对制件进行加热消除有机挥发物，可以随时随地进行。另外，本发明还限定了空气流的加热温度不能高于聚合物材料熔点或软化点的温度，在该温度下有机挥发物的去除效率最高。因此，本发明具有加热效率高，设备简单、成本低和操作方便等特点。
文档编号B29B13/02GK102092108SQ20111000173
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月6日 优先权日2011年1月6日
发明者李永华, 杨波, 杨燕, 罗忠富, 陈广强, 黄达 申请人:上海金发科技发展有限公司, 金发科技股份有限公司